2017年12月份,我参与了马来西亚吉兰丹水电站项目的方案设计,本次设计中我主要负责完成发电厂房的结构设计,以下就对设计中的重点和难点进行总结。
1、厂房布置形式
该发电厂房布置形式为河床式。我们做过的传统的河床式厂房有上西川电站厂房,厂房布置在河床上,主厂房与进水口连接成一整体建筑物,在河床中起雍水作用,厂房不承担泄洪任务。
吉兰丹电站由于处在马来西亚热带地区,全年雨量充沛,雨季洪水量级很大,传统布置方式不适应,因此采用泄流式河床式厂房,厂房起雍水作用,并承担泄流任务。该电站属于低水头、大流量电站,采用四台灯泡贯流式机组。
厂房利用机组段布置泄水道,可以有效减少泄水闸的长度,泄水时可顺畅地排除厂房前的漂浮物,防止或减轻污物堆积在进水口前封堵拦污栅。
2、厂房布置特点
吉兰丹电站厂房顺水流方向由进水口段、主厂房段和尾水段组成。
进水口设80°斜向拦污栅及检修门;主厂房段下部布置有灯泡贯流式水轮发电机组,上部布置有泄水道,泄水道上下游各设一道泄洪闸门;尾水段设尾水事故门。副厂房布置在主厂房下游侧,泄水道上部。
⑴ 泄水道的布置
泄水道底板在水机电缆廊道层顶部,利用辅机层机组之间的大体积混凝土级边墙混凝土做闸墩,形成四个泄水道,并在泄水道上下游各设一道泄洪门,用来控制泄流。泄水道底板设机组检修吊物孔,孔口设水密门,防止泄流过程中水进入机组。泄水道底板左右侧及上游侧设排水沟,不泄流时,可将底板上的水引入排水沟排向下游。
为了减少混凝土量,将泄水道两侧闸墩掏空后形成五个宽2.6m,长20m的空腔,空腔内上游侧布置有调速器,下游侧布置有楼梯、电梯井及电缆井,楼梯分别可通至上层运行层及下层水机电缆廊道层。
⑵ 运行层布置
运行层布置在地面以上一层,进水口闸顶拦污栅与检修闸门之间布置有永久交通道路,与厂房左侧泄洪冲砂闸顶永久交通相连接。泄水道闸顶利用钢筋混凝土梁连接布置有门机轨道,门机可从主厂房左侧运行至安装间右侧,安装间布置在主厂房右侧,副厂房布置在主厂房下游侧,尾水段利用副厂房下游侧排架设台车起吊泄洪门和尾水事故门。
厂房基础上部为深厚覆盖层,下部为砂砾岩。主厂房基础挖至岩石面后采用抛石砼填筑,安装间基础为了减少开挖工程量,及不占用岸边道路,采用φ1.2m灌注桩,临时桩与永久桩相结合,避免了重复与浪费。安装间地面采用板梁式结构,用于机组的安装与检修。安装间上游侧设检修门门库,厂房门机的工作任务是完成进水口检修门、泄洪门及机组的各部件的起吊。
⑶ 副厂房布置
副厂房从地面一层起布置,长度与主厂房、安装间总长度相同,共分三层。一层主要布置有电缆夹层、休息室及卫生间;二层主要布置有中控室、高低压开关柜、励磁室等;三层组要布置有高位油箱、高位水池及空调平台。
3、厂房布置难点
由于该厂房共有四台机组,厂房总尺寸50.4×33.2m(长×宽),地面以下共布置有五层,分别是集水井层、廊道层、流道层、水机电缆廊道层及泄流道层;地面以上共布置有三层,分别是电缆夹层、中控室层及空调层。由于厂房尺寸较大,地下各层的除湿、采暖通风、排气问题,从上到下的楼梯通道问题需要充分考虑,成为布置的难点。
为了机组检修方便,出现突发情况检修人员能够在最短时间内到达检修地点,2#和3#机组之间布置电梯井,电梯井一直从空调层通至水机电缆廊道层,每层各设两个楼梯间通至相邻各层。泄水道闸墩共有五个空腔,四个空腔内布置有调速器,均设楼梯通至地面一层,正中间的空腔内设电梯井。
水机电缆廊道层在机组之间布置有水机和电缆廊道,纵横交错,上游横向廊道顶部设通风口至调速器层,并设钢爬梯,方便检修人员出入。水机电缆廊道下游侧布置有循环水池、水泵及励磁室,布置有四个楼梯分别通至上层调速器空腔,两个楼梯通至下层廊道层。
空调井一直从空调层通至调速器空腔内,保证各层的除湿、通风及采暖,空调层专门设置了开敞式的空调平台,用于各类空调装置的设置。
厂房内总体布置紧凑,各类通道、孔洞及设备既保证不相互冲突,又能够各自发挥功能。